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        關(guān)于提升溫州地區(qū)建筑外窗節(jié)能效果的材料選型研究

        2020-03-18 16:39:38苗家齊曹育恒周鳴
        建筑與裝飾 2020年1期
        關(guān)鍵詞:外窗窗框節(jié)能

        苗家齊 曹育恒 周鳴

        摘 要 文章以溫州市為例,對其在溫州市政府大力推進建筑節(jié)能的背景下,對如何提升溫州地區(qū)建筑外窗節(jié)能效果的材料選型進行了研究,通過分析比對認為窗框選擇斷熱橋鋁合金窗框,玻璃采用Low-E中空玻璃更適合在溫州地區(qū)進行節(jié)能推廣。

        關(guān)鍵詞 外窗;節(jié)能;窗框;玻璃

        目前溫州各類建筑的數(shù)量正在快速遞增中,隨著快速發(fā)展的同時也衍生出一些問題。建筑的使用能耗巨大,已經(jīng)達到了全市能耗的30%,如何降低能耗是當(dāng)下的熱點。溫州市人民政府在《關(guān)于推進我市建筑節(jié)能與墻體材料革新工作的若干意見》(溫政發(fā)[2006]49號 二○○六年四月二十九日)中制訂了“到2010年,縣級以上城市新建商品住宅和公共建筑全面實施節(jié)能65%的標準,基本完成對高耗能的既有公共建筑的改造任務(wù)?!币_到這一標準,任務(wù)還相當(dāng)艱巨。在建筑的各個組合部分中建筑外窗的絕熱性能是最差的,它產(chǎn)生的能耗約占建筑維護結(jié)構(gòu)能耗的40%~50%。外窗也是建筑物保溫最薄弱的部位[1]。冬季保溫引起的能耗需求也占據(jù)很大比重,因此處理好建筑外窗的能耗就可以更高效的提升建筑的節(jié)能效果。

        1溫州的氣候特點

        溫州處于夏熱冬冷地區(qū)的南端[3],即屬于海洋性氣候同時又屬于ⅢA子氣候分區(qū),與同樣位于夏熱冬冷地區(qū)的其他城市的氣候條件有著差異性,也與同屬于此子氣候分區(qū)的其他城市有著明顯的區(qū)別,所以不能直接套用其他地區(qū)的外窗材料以及技術(shù)。溫州屬亞熱帶海洋季風(fēng)潤濕性氣候區(qū),根據(jù)近十年的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計,年平均氣溫18.6~19.5攝氏度,最冷月1月份平均氣溫6.9~9.8攝氏度,冬季日最低氣溫<0℃平均日數(shù)8天。溫暖舒適期(10~28℃)每年有9個月,出現(xiàn)時數(shù)總計6500小時,約占全年總時數(shù)的74%。年平均相對濕度72%~80%。溫州季風(fēng)顯著,春夏之間季風(fēng)交替頻繁,多臺風(fēng)。溫州晝夜溫差大,夏季白天外窗考慮隔熱,晚上可考慮自然通風(fēng)降溫,冬季外窗白天利用日照增溫,晚上考慮保溫防結(jié)露。因此應(yīng)根據(jù)溫州獨特的氣候特點選擇合適的材料。而目前基于溫州氣候特點的節(jié)能外窗技術(shù)研究卻非常少,嚴重制約了溫州建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

        2溫州建筑外窗的窗框選型

        溫州屬于ⅢA子氣候分區(qū),夏季炎熱冬季無嚴寒,全年降水充沛,氣候溫暖濕潤,伴有季節(jié)性季風(fēng)[4]。所以在窗框選型中應(yīng)偏向考慮夏季隔熱,冬季保溫可以達到減少圍護結(jié)構(gòu)中窗框熱傳遞效率的效果;同時因全年溫差較大,平時氣候溫暖潮濕,所以在窗框材質(zhì)上應(yīng)考慮到對溫度中高溫到較低溫以及高濕度的耐受性;溫州地震強度等級較低,但夏季時季風(fēng)現(xiàn)象明顯所以應(yīng)考慮強風(fēng)對窗框結(jié)構(gòu)的影響。以下是市面上常見的幾種窗框材料:

        2.1 PVC塑料窗框

        塑料窗框的特點為導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫性能中等,造價低生產(chǎn)成本低。但是它會造成一些污染,而且其強度和剛度相對而言較差,很容易損壞。尤其溫州經(jīng)常會有臺風(fēng)天氣,面臨大風(fēng)的情況下塑料的強度較差,不利于在溫州地區(qū)推廣使用。

        2.2 玻璃鋼窗框

        玻璃鋼主要特點為耐腐蝕、抗老化、阻燃、保溫、長期光照不變形等特點。但是材質(zhì)自身相對粗糙,裝飾效果差,最關(guān)鍵的問題是玻璃鋼的結(jié)合處理。首先外表面涂層容易脫落,其次玻璃窗框的連接部件也不夠牢靠,在溫州這樣的多雨季節(jié)很難長時間維持好的效果。

        2.3 木窗框

        木窗框優(yōu)點有重量輕、強度較高,保溫隔熱性能好,易加工,生產(chǎn)能耗低,可自然降解,對環(huán)境污染很小。不足是容易濕漲、干縮,易于開裂、腐爛,需要經(jīng)常油漆維護,使用壽命短。尤其在溫州這樣雨水量大的城市,如果采用木結(jié)構(gòu)窗框會加劇材料的腐爛,使用壽命將會更短。

        2.4 斷熱鋁合金窗框

        斷熱鋁合金窗框具有強度高、重量輕、剛度較大、抗風(fēng)壓性能好、耐大氣腐蝕性強、密封性好、使用壽命長、采光面積大、裝飾效果好(可廣泛應(yīng)用于社會市場)的優(yōu)點。普通窗框?qū)嵯禂?shù)大,保溫性能差??梢越Y(jié)合多種熱橋阻斷技術(shù)來提高鋁合金窗框的保溫隔熱性能如穿入尼龍條法,經(jīng)過斷熱處理后,窗框的保溫性能可提高 30%~50%。

        經(jīng)過對比斷熱鋁合金窗框具有壽命長、強度大、剛度較大、抗風(fēng)壓性能好、耐大氣腐蝕性強、密封性好、使用壽命長、采光面積大、裝飾效果好、保溫效果好的特點,針對溫州地區(qū)的氣候特點更適合在溫州地區(qū)進行推廣。

        3溫州建筑外窗的玻璃選型

        在溫州地區(qū)進行玻璃選型需要考慮以下幾點:①結(jié)合溫州地區(qū)的氣候特點,夏季考慮隔熱、冬季考慮保溫是玻璃選型中的重點。②從滿足居民生活舒適度的角度出發(fā),外窗還要具有好的隔音降噪的效果,因為溫州也屬于車流量較大的城市。③玻璃裝飾效果好足夠清晰簡潔,有利于塑造好的城市形象。目前市面上主要的節(jié)能玻璃技術(shù)有中空玻璃、真空玻璃、吸熱玻璃、LOW-E中空玻璃。

        3.1 普通吸熱玻璃

        吸熱玻璃也稱作有色玻璃[5]。其中藍色和綠色玻璃在就具有好的隔熱效果,但是他的可見光透過性較差,而且整體的外觀不利于推廣,現(xiàn)代大眾的裝飾需求也更加看重成品的效果,在外觀上吸熱玻璃還是不盡如人意。

        3.2 普通中空玻璃

        中空玻璃的特性是具有好的隔熱效果和隔音效果,它主要阻隔了熱傳導(dǎo)和對流傳熱,加上中間的封閉空間,使得玻璃內(nèi)外的空氣無法對流,所以中空玻璃隔音效果還是不錯的。結(jié)合溫州的天氣情況,中空玻璃還有一個優(yōu)點就是不會產(chǎn)生結(jié)露,對比單片玻璃是一個主要優(yōu)勢。同樣外觀裝飾效果也是不錯的,無雜色更加簡潔大方。比較適合在溫州進行推廣。

        3.3 普通真空玻璃

        真空玻璃與中空玻璃相似,主要區(qū)別是中間夾層的氣體幾乎很少,整體形成一個封閉的真空空間,所以中空玻璃具有的保溫性能、抗結(jié)露性能它都具備,而且在效果上還要優(yōu)于中空玻璃。但是真空玻璃目前主要用作各種學(xué)科的前沿技術(shù)研發(fā),作為在溫州地區(qū)進行推廣還是具有難度。因為其制作工藝相對復(fù)雜,造價同樣比較高,所以暫時不做考慮。

        3.4 Low-E中空玻璃

        Low-E玻璃又稱為低輻射玻璃[6],它可以有效降低因為輻射而產(chǎn)生的室內(nèi)熱量向室外傳遞,所以在節(jié)能上同樣具備不錯的效果。它同樣具有優(yōu)異的光學(xué)性能,對于太陽光的透射比可以達到80%,但是它的反射率低。所以在實際外觀效果上,使用上更加清晰明亮也不會造成光污染。同時還具備好的隔音效果,對于在城鎮(zhèn)車流量大的環(huán)境背景下,最適合在溫州進行推廣,使用后節(jié)能效果以及生活舒適度都會大大提升。

        綜上所述,根據(jù)溫州地區(qū)的氣候特點,我認為建筑外窗需要具備以下特點:①夏季有好的隔熱效果;②冬季有好的保溫效果;③可以抵擋季節(jié)強風(fēng)帶來的影響;④溫州雨水量大,外窗需要具備好的抗腐蝕性;⑤城市車流量大需要具備好的隔音效果;⑥外觀裝飾效果好,能夠建立好的城市形象。經(jīng)過分析比較我認為采用LOW-E中空玻璃和斷熱鋁合金窗框組合的方式能夠取得不錯的節(jié)能效果,滿足以上的所有需求更適合在溫州地區(qū)進行推廣。

        參考文獻

        [1] 付祥昭.夏熱冬冷地區(qū)建筑節(jié)能技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002:73.

        [2] 姜波,劉長濱.建筑節(jié)能信息的收集與應(yīng)用制度研究[J].建筑學(xué)報,2008,(9):96-98.

        [3] 侯余波,付祥釗.夏熱冬冷地區(qū)窗墻比對建筑能耗的影響[J].建筑技術(shù),2001,32(10):661-662.

        [4] 王璇.對夏熱冬冷地區(qū)外窗節(jié)能問題的探討[J].長沙大學(xué)學(xué)報,2004,18(2):53-56.

        [5] 徐興雨.納米透明隔熱涂料的研制及其綜合節(jié)能評估[D].北京:中國石油大學(xué)(北京),2017.

        [6] BRE.EcoHomes 2006 Pre Assessment Estimator[S].Building Research Establishment Ltd:Garston,2006.

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